關(guān)于水利水電工程機(jī)電設(shè)備的安裝問題及維護(hù)檢修

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司 李顯達(dá) 王 婷

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)水利水電工程建設(shè)提出了更高的要求，為保障水利水電工程的正常運(yùn)行，需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備的管理與維護(hù)。從當(dāng)前水利水電工程實(shí)際情況來看，機(jī)電設(shè)備種類繁多且數(shù)量較大，對(duì)其進(jìn)行管理與維護(hù)工作難度較大[1]。

2 項(xiàng)目概況

某水利水電工程的建設(shè)地址在地區(qū)干流A縣城的下游約5km處，主要功能為發(fā)電，兼具改善城市水環(huán)境和改善航運(yùn)的功能。該水庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容為117.80m3；7JC水庫(kù)的庫(kù)容在4290×104m3左右，水庫(kù)與三座水電機(jī)組相輔相成，每座水電機(jī)組的單機(jī)功率為12MW，機(jī)組的總裝機(jī)功率為36MW。按規(guī)劃，樞紐建筑呈“一”字形分布，由左至右依次為左岸重力橋墩、船閘、泄洪沖淤堤防和發(fā)電站。本文對(duì)項(xiàng)目中的機(jī)械、電氣、電氣裝置的安裝、維修等方面的問題進(jìn)行探討。

3 水利水電工程機(jī)電設(shè)備的安裝及維護(hù)檢修

3.1 安裝工作內(nèi)容與技術(shù)要求

3.1.1 安裝內(nèi)容

三臺(tái)機(jī)組，其額定功率為12MW。根據(jù)《技術(shù)操作規(guī)程》，每個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組，都要進(jìn)行相應(yīng)的施工，包括尾水管襯里、外配水環(huán)以及內(nèi)配水環(huán)等，確保施工的正確性和規(guī)范性；3組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置。系統(tǒng)安裝的項(xiàng)目包括測(cè)速設(shè)備與機(jī)械柜、電氣柜等，需要進(jìn)行全方位的控制；3個(gè)單元的水槽和尾水管的維修排氣管等的安裝；在露天管道中預(yù)埋鋼管和鋼筋等。

3.1.2 技術(shù)要求

一是按照設(shè)計(jì)的裝置安裝圖紙及有關(guān)資料，進(jìn)行機(jī)械裝置的安裝工作。二是在進(jìn)行水輪機(jī)的施工之前，必須符合有關(guān)規(guī)定，包括地基混凝土的強(qiáng)度必須在設(shè)計(jì)數(shù)值的70%以上；為了進(jìn)行施工和維修，需要將埋入物按規(guī)范預(yù)先埋設(shè)好；對(duì)單位中線和標(biāo)高參考點(diǎn)，作精度校核，保證裝置牢固可靠；獲取全面的描述數(shù)據(jù)。一般情況下，對(duì)于水輪機(jī)及輔助裝置的安裝、調(diào)試等工作，都必須由專門的人員進(jìn)行引導(dǎo)。在裝備抵達(dá)工地時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行全面的檢測(cè)和清掃工作。對(duì)一些關(guān)鍵零件要特別注意，確保尺寸和裝配誤差符合規(guī)定。對(duì)機(jī)組進(jìn)行安裝操作時(shí)需要設(shè)備材料，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)需要。對(duì)重點(diǎn)位置的主要物料，必須提供全面的檢查報(bào)告或產(chǎn)品證書。檢查預(yù)埋部件和混凝土的結(jié)合面，無油污，無銹蝕，確保密實(shí)度合格，不能有空隙。檢測(cè)裝配表面的水平性和垂直性，以滿足裝配操作的需要[2]。三是預(yù)制塊按規(guī)定的位置進(jìn)行施工。通常，使用較多的有尾水管襯墊和管型支架等。檢驗(yàn)預(yù)埋管，確保過流面達(dá)到光滑；在連接處，混凝土與嵌入物的連接處，需要有一個(gè)平穩(wěn)的過渡。對(duì)于接合面，需要涂上鉛油或密封劑，接合處用塞尺檢驗(yàn)。在完成預(yù)埋件安裝作業(yè)之后，要確保支撐的穩(wěn)定固定，防止在混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)安裝錯(cuò)位或者變形。

3.2 水電站調(diào)速器

3.2.1 調(diào)速器電氣控制器

目前主推三種電氣控制器，分別是貝加萊的X20系列，施耐德的M580系列以及南瑞自產(chǎn)的NGS系列，其中以貝加萊X20系列使用最為廣泛。每一種產(chǎn)品的情況見表1。

表1 電氣控制器參數(shù)

3.2.2 常用的端子選型

近年來，端子都是根據(jù)實(shí)際需求混合使用，主用品牌為菲尼克斯，也曾使用過萬可等其他品牌。UK3N/UK5N/UN15N、PT2.5、URTK/S、UMSTBVK2.5/UMSTBR2.5四種端子型號(hào)應(yīng)用非常的廣泛，PT4-HESILED24端子在理論上可以提高柜內(nèi)電源系統(tǒng)的整體安全性，但是根據(jù)實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，在未使用熔斷端子的情況下，并未統(tǒng)計(jì)到正常運(yùn)行的機(jī)組因柜內(nèi)電源短路而造成事故的案例；在使用熔斷端子的情況下，卻發(fā)生了并未短路但保險(xiǎn)絲熔斷的情況，原因是某些大功率元件在得電的瞬間可能會(huì)形成較大的瞬間沖擊，因此保險(xiǎn)絲規(guī)格可以考慮提高到6A，并將大功率的元件電源母排獨(dú)立。

3.2.3 工控機(jī)

工控機(jī)品牌有研華、西門子以及施耐德等，最近的使用以西門子377e為主。西門子377e工控機(jī)使用英特爾四核處理器，具有4G內(nèi)存和256G固態(tài)硬盤。工控機(jī)內(nèi)運(yùn)行界面的解決方案既支持linux系統(tǒng)，也支持Windows系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的人機(jī)交互需求，也能實(shí)現(xiàn)故障錄波功能。例如兩河口水電站使用西門子工控機(jī)377e，linux系統(tǒng)，界面風(fēng)格如下（該界面也可用于windows系統(tǒng)）。

3.2.4 伺服比例閥的選用

一般工業(yè)環(huán)境中，干擾能量一般比較小，而且多是電場(chǎng)干擾，特點(diǎn)是幅值（電壓）較高但能量較小，這種干擾產(chǎn)生的電流較小卻能產(chǎn)生很高的干擾電壓，因此電流信號(hào)的抗干擾能力更強(qiáng)，工業(yè)應(yīng)用中傳輸信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化量值就是4～20mA的電流信號(hào)。常見的外部電纜線徑為1.5mm2，電阻值約為12Ω/km，按電柜到伺服比例閥的電纜長(zhǎng)度以100m進(jìn)行計(jì)算，電阻值約為1.2Ω。根據(jù)力士樂伺服比例閥的電子樣本，電壓型伺服比例閥的電阻值為100kΩ。根據(jù)分壓定理，串聯(lián)電路中各電阻電壓比例恰與電阻比例相同。電纜的壓降可以忽略不計(jì)，不存在明顯的電壓衰減。因此，伺服比例閥電壓型和電流型的差異，主要體現(xiàn)在抗干擾能力和無控制信號(hào)情況下的動(dòng)作機(jī)能。另外，電壓信號(hào)比較容易測(cè)量，±10V信號(hào)也更容易體現(xiàn)出控制信號(hào)的開關(guān)方向情況，更符合人們的思維習(xí)慣。伺服比例閥電壓型和電流型各有優(yōu)劣，具體選型還是看使用習(xí)慣。推薦使用電流型。

4 水利水電工程機(jī)電設(shè)備安裝及維護(hù)策略

4.1 加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的安裝質(zhì)量

在機(jī)電設(shè)備的安裝過程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開展，并針對(duì)設(shè)備安裝過程中出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)解決措施，保障機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量。

在機(jī)電設(shè)備安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開展工作，同時(shí)針對(duì)機(jī)電設(shè)備的安裝位置進(jìn)行合理選擇，并對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行合理擺放，以保證機(jī)電設(shè)備安裝位置的準(zhǔn)確性。

在水利水電工程建設(shè)過程中，為了保障機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，需合理利用水力資源，從而實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用。但在實(shí)際運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，如由于水流沖刷力較強(qiáng)等原因可能會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備造成一定損壞。對(duì)此，為避免對(duì)機(jī)電設(shè)備造成損壞需采取相應(yīng)的解決措施。一是在實(shí)際施工過程中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇合適的水力資源并合理布置水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，包括根據(jù)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查與試驗(yàn)，在對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行安裝前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查與試驗(yàn)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝完成后應(yīng)做好相關(guān)驗(yàn)收工作，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行安裝后應(yīng)做好相關(guān)檢查工作[3-4]。二是在水利水電工程建設(shè)過程中還應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用。三是在水利水電工程建設(shè)過程中還應(yīng)根據(jù)不同地域?qū)嶋H情況選擇不同的水力資源。

4.2 提高安裝人員專業(yè)素質(zhì)

一是相關(guān)企業(yè)需要建立一套完善的人才培養(yǎng)機(jī)制，培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能的安裝人員。在招聘工作人員時(shí)，需要對(duì)工作人員的專業(yè)能力進(jìn)行考核，并在施工過程中對(duì)安裝人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提升其專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)。

二是機(jī)電設(shè)備的安裝工作具有一定的特殊性，需要相關(guān)企業(yè)定期組織專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，不斷提升安裝人員的專業(yè)水平。在機(jī)電設(shè)備安裝過程中也需要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，提升其操作水平。同時(shí)，相關(guān)企業(yè)可以聘請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行定期指導(dǎo)，幫助安裝人員熟悉機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理與使用方法。

三是為保障機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量與效率，相關(guān)企業(yè)需要不斷加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝過程中質(zhì)量監(jiān)管工作的開展。在施工過程中需要對(duì)施工程序與技術(shù)要求進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督與審查，并定期組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)與交流。此外還需要建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，對(duì)于工作質(zhì)量高、技術(shù)水平高的人員進(jìn)行適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)。

4.3 完善機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修體系

機(jī)電設(shè)備的維護(hù)檢修體系的構(gòu)建是保障水利水電工程正常運(yùn)行的重要措施。因此，在水利水電工程建設(shè)過程中，要針對(duì)機(jī)電設(shè)備的維護(hù)檢修工作開展情況，構(gòu)建完善的維護(hù)檢修體系。從當(dāng)前實(shí)際情況來看，水利水電工程建設(shè)過程中，機(jī)電設(shè)備類型較為多樣，且數(shù)量較大。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中，要結(jié)合機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況制定相應(yīng)的維護(hù)檢修方案。在方案制定過程中要明確機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況、維護(hù)檢修的目標(biāo)及內(nèi)容等。

4.4 注重對(duì)機(jī)電設(shè)備的信息化管理

水利水電工程建設(shè)與機(jī)電設(shè)備的管理與維護(hù)工作之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，在對(duì)其進(jìn)行管理與維護(hù)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備的信息化管理。信息化管理主要是指在對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)時(shí)，利用信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。當(dāng)前我國(guó)水利水電工程機(jī)電設(shè)備種類繁多且數(shù)量較大，傳統(tǒng)的管理與維護(hù)方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前水利水電工程建設(shè)需求。通過信息化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，能夠在很大程度上提升工作效率，機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制還能夠保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在對(duì)水利水電工程機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)時(shí)，需要注重對(duì)其信息化管理的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

水利水電工程是一項(xiàng)復(fù)雜且龐大的工程，其中涉及的機(jī)電設(shè)備種類繁多且數(shù)量較大，因此，在實(shí)際的水利水電工程建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝及維護(hù)檢修工作的重視。本文結(jié)合當(dāng)前水利水電工程中機(jī)電設(shè)備安裝及維護(hù)檢修過程中存在的問題，得出以下幾點(diǎn)：應(yīng)強(qiáng)化對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量的監(jiān)督與管理，嚴(yán)格把控機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量關(guān)；加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與分析，為后期維護(hù)檢修工作的開展提供依據(jù)；針對(duì)不同種類、型號(hào)的機(jī)電設(shè)備實(shí)施分類管理，明確維護(hù)檢修標(biāo)準(zhǔn)與要求；構(gòu)建完善的機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修體系，保障水利水電工程中機(jī)電設(shè)備管理與維護(hù)檢修工作的有序開展。為保障水利水電工程建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)行安全，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝及維護(hù)檢修工作的重視。同時(shí)，應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段，結(jié)合水利水電工程建設(shè)實(shí)際情況不斷優(yōu)化并創(chuàng)新機(jī)電設(shè)備安裝及維護(hù)檢修技術(shù)方法，從而有效提升水利水電工程建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)行安全。